Sistema revolucionario de captación de luz imita la naturaleza para energía solar eficiente.

MadridCientíficos de la Universidad de Würzburg (JMU) han desarrollado un nuevo sistema de recolección de luz. Este innovador sistema es altamente eficiente y puede captar luz de todo el espectro visible, de manera similar a cómo lo hacen las plantas y las bacterias.

Los sistemas tradicionales de captura de luz presentan varias limitaciones:

• Los semiconductores inorgánicos, como el silicio, absorben la luz de manera débil, lo que requiere capas gruesas.
• Los colorantes orgánicos, que son más eficientes, necesitan capas mucho más delgadas pero no cubren un amplio espectro.

El nuevo sistema de JMU combina características de semiconductores inorgánicos con tintes orgánicos. Posee una estructura de bandas similar a la de los semiconductores inorgánicos, lo que le permite absorber luz en todo el espectro visible. Además, se beneficia de la alta capacidad de absorción de luz de los tintes orgánicos. Como resultado, este sistema puede capturar una gran cantidad de energía lumínica en una capa delgada.

Características destacadas del nuevo sistema:

• Se usan cuatro tintes diferentes de merocianina.
• Los tintes están plegados y apilados muy juntos.
• Esta disposición permite un transporte de energía ultra-rápido y eficiente dentro de la antena.

El prototipo se llama URPB, siglas que representan las longitudes de onda absorbidas por sus cuatro componentes de colorantes: ultravioleta (U), rojo (R), púrpura (P) y azul (B). Este nuevo diseño permite al sistema captar luz en un rango más amplio, a diferencia de los métodos tradicionales que presentan diversas limitaciones.

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Investigadores evaluaron su nuevo sistema de recolección de luz utilizando una técnica llamada rendimiento cuántico de fluorescencia. Esta metodología mide la cantidad de energía que el sistema emite como luz, demostrando cuánta energía luminosa ha capturado.

El nuevo sistema convierte el 38% de la luz que recibe en fluorescencia en una amplia gama de colores. Esto es significativamente mejor que el menos del 1% al 3% que logran los colorantes individuales. Esta mejora demuestra que la disposición y combinación de las moléculas de tinte en este nuevo sistema es extremadamente eficaz para recolectar luz.

El profesor Frank Würthner y su equipo del Instituto de Química Orgánica/Centro de Química de Sistemas de Nano de la JMU han desarrollado un nuevo sistema de recolección de luz. Colaboraron con el grupo del profesor Tobias Brixner del Instituto de Química Física y Teórica para estudiar y probar dicho sistema.

El equipo de la JMU ha descubierto una solución para los problemas comunes de los sistemas solares actuales. Han combinado las mejores características de materiales inorgánicos y orgánicos para crear un sistema más eficiente. Este novedoso sistema podría hacer que las celdas solares sean más ligeras y eficientes, lo que podría revolucionar el uso de la energía solar.